Calcul haute performance pour l´optimisation de récepteurs solaires - Simulation d´écoulements turbulents fortement anisothermes

VABF - CINES 2008

Les travaux menés par le laboratoire PROMES (PROcédés, Matériaux et Energie Solaire) visent notamment dans le domaine des centrales de production électrique solaire à optimiser le rendement des récepteurs en augmentant l'énergie solaire captée. Pour cela il est nécessaire au sein du récepteur de bien modéliser les échanges thermiques à travers le fluide caloporteur qui le compose et notamment le couplage entre un fort gradient de température issu du rayonnement et les écoulements turbulents du fluide. Les buts de ce grand défi mené sur la machine JADE étaient les suivants :

  • Valider l'utilisation du code Trio_U (développé par le CEA) pour des simulations aux grandes échelles thermiques (SGET) et des simulations numériques directes (SND)

  • Etudier les limites en présence de forts gradients de température des modèles de SGET actuels par rapport aux simulations SND et montrer notamment l'intérêt de ces dernières dans le domaine de la conception des récepteurs solaires.

Les résultats obtenus en faisant varier l'intensité de la turbulence et le gradient thermique sur le supercalculateur JADE pendant le défi ont permis de valider l'utilisation du code Trio_U en simulation directe sur des maillages de 8,8 millions de mailles et de prouver l'intérêt des simulations directes plus fiables que les approches de type SGET actuelles. Ces travaux menés dans le cadre du projet ANR PEGASE (Production d'Electricité par turbine à GAz et énergie SolairE) et soutenus par le pole de compétitivité DERBI permettront d'avancer dans la mise au point de centrales solaires de troisième génération.